我国城市轨道交通发展展望

项目1　现代城市轨道交通发展概况

【项目描述】

城市公共交通系统是城市发展的形象窗口之一,对城市的政治经济、文化教育、科学技术等方面的发展影响极大,也是城市基础建设的一个重要方面。城市客运交通包括公共交通和非公共交通两大部分。城市公共交通是城市客运交通的主体,主要包括在城市中提供给公众使用的各种交通工具,如公共汽车、电车、轮渡、地铁、轻轨、出租汽车以及缆车、索道等；城市公共交通是城市基本功能的重要组成部分,对促进城市的经济发展和保证人们工作、学习与生活正常化起着相当重要的作用；随着社会经济的发展,城市人口不断增多,生活质量逐步提高,人们对城市客运交通服务的要求也越来越高,大运量的地铁、轻轨等轨道交通运输方式,既解决了城市中日益增长的客运需求,而且以其快捷、准时、舒适、安全等特点而备受人们青睐；城市轨道交通不但可以为城市居民提供安全、高效、快捷、优质的客运服务,而且可以为城市进一步发展提供良好的基础交通设施条件。目前,从世界各国的较发达城市交通发展来看,这些城市均形成以轨道交通为主,其他各种交通工具协调发展的格局,形成多层次、立体化综合交通体系。经济发达国家城市的交通发展历史告诉我们,只有采用大客运量的城市轨道交通(地铁和轻轨)系统,才是从根本上改善城市公共交通状况的有效途径。

【学习目标】

通过本项目的学习要求掌握以下基本知识：

1.掌握城市轨道交通系统的主要特点。

2.掌握城市轨道交通系统的主要形式。

3.掌握城市轨道交通发展的新趋势。

4.掌握我国目前城市轨道交通发展概况。

【技能目标】

1.能根据轨道交通的发展趋势提出我国某个城市应该选择的交通方式。

2.能描绘出新型轨道交通在我国的应用前景。

任务1　城市轨道交通运输形式的认知

【活动场景】

本任务建议在以下两种场景下完成：①在城市轨道交通车辆生产车间或检修现场；②在能够使用多媒体展示城市轨道交通车辆车体的使用与生产或有城市轨道交通车辆模型的模型室进行。

【任务要求】

1.了解城市轨道交通发展。

2.掌握城市轨道交通系统中地铁、轻轨、独轨等的主要特征及使用范围。

3.能根据城市发展的特点进行城市轨道交通车辆的基本选型。

【知识准备】

在城市内,建设在固定轨道上运行并主要用于城市客运的交通系统,称为城市轨道交通系统。城市轨道交通系统具有固定线路,编组化运行、运量大、速度快、电力牵引、环保、全隔离路权等特点。

“城市轨道交通系统”是一个包含范围较大的概念,目前在国际上尚无统一定义。一般而言,广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征,在城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统,主要为城市内(有别于城际铁路,但可涵盖郊区及城市圈范围)公共客运服务,是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。城市轨道交通系统(Urban Rail Transitmass System或Transit System)简称城轨交通,主要包括地铁、轻轨铁路、独轨铁路、新交通系统及城市铁路等。

城轨交通是近代高科技的产物,大多采用全封闭道路,立体交叉,自动信号控制调度系统和轻型快速电动车组等高科技产品和手段,行车密度大,运行速度快,载客能力大,运送客流的能力与传统的道路公共交通工具相比,具有无与伦比的优越性。另外,城市轨道交通一般均采用性能优良的电动车组,无污染、低噪声,有“绿色交通”的美称。以大运量、高效率、低污染等优势而成为许多大城市解决交通问题的首要选择。表1.1为城市轨道交通系统的主要技术参数。

表1.1　城市轨道交通系统的主要技术参数

续表

城市轨道交通运输形式

城市轨道交通系统主要包括地铁、轻轨、独轨、新交通系统和磁悬浮等。

1)地铁交通

“地铁”是“地下铁道交通”的简称,是一种在城市中修建的快速、大运量的轨道交通,通常以电力牵引,其单向高峰小时客运能力可达30000～70000人次的大容量轨道交通系统,线路通常设在地下隧道内,也有的设在城市中心以外地区从地下转到地面或高架桥上。

【小贴士】地铁的概念不仅是指在地下隧道内运行的城市轨道交通系统,地铁的线路根据城市的具体情况也可能在地面封闭线路或高架桥上。

地铁的英语简称是Metro、Subway或Underground Railway,目前国内地铁使用比较多的是Metro。地铁系统1863年诞生于英国伦敦,蒸汽机车牵引,长度只有6km,1879年电力机车研制成功以后,地铁多采用电力牵引,大大改善了地铁的客运环境和服务设施。目前,世界上一些著名的特大城市纽约、伦敦、巴黎、莫斯科、东京、中国北京和上海等,均已形成一定的城市轨道交通规模和网络,且以地铁为主干,可延伸到城市的各个方向。经过一百多年的发展,全球范围内已有40多个国家和地区的大城市都建有地下铁道,已建成地铁线路总里程约5000km。

地铁的主要优点：①电力牵引、轮轨导向、轴重相对较重,驱动的主要方式有直流电机、交流电机、直线电机等；②具有一定规模运量。地铁的运能单向在3万人次/h以上,最高可达6 万～8万人次/h；③按运行图行车,一般4～10辆编成一组,运行在地下隧道内,或根据城市的具体条件,运行在地面或高架线路上；④速度高。地铁的最高速度可达90km/h,旅行速度可达40km/h以上,车辆运行最小间隔可低于1.5min。⑤安全、准时、节省能源、不污染环境、节省城市用地。

地铁的主要缺点：造价昂贵,每公里投资在3亿～6亿元人民币,建设成本高,建设周期长。

地铁适用于出行距离较长、客运量需求大的城市中心区域。一般认为,人口超过百万的大城市就应该考虑修建地铁。地铁的主要技术参数见表1.2.

表1.2　地铁的主要技术参数

近年来,许多发展中国家的大城市都在规划、新建地铁,以缓解其大城市日趋严重的交通压力,如墨西哥、里约热内卢、加尔各答以及中国的香港等都已建成地铁。图1.1为墨西哥地铁车辆。

图1.1　墨西哥地铁车辆

地铁的主要特征表现在以下7个方面：

①大部分线路建于地面以下。在市中心区时车站和区间线路均设于地下,当线路延伸到近郊时,常采用高架或路堤,以节约线路建设的投资成本。

②建设费用高、耗时周期长、成本回收慢。新建地铁线路投资一般在每公里5000万美元以上；一般建造一条地铁线路需5～10年,成本回收需20～30年。

③客运量和站台的长度决定了列车的编组数。一般车辆编组为2～8辆。站台长度一般为100～200m,站间距一般为0.5～1.5km。车辆编组按有、无动力装置可分为动车与拖车两种,一般列车采用动车与拖车混合编组的动车组,并为电力驱动。

④受电的制式主要有直流750V第三轨受电和直流1500V架空线受电弓受电。对于发车频率高、列车取用电流大的线路,受电额定电压一般采用1500V,以利于减少线路电压降和电能损失,加大牵引变电站的距离,提高列车再生制动的电能回收率。

⑤行车密度大、速度高。由于线路全隔离、全封闭,从而可实现行车调度、信号控制的自动化,行车间隔最短达1.5～2min,车辆最高时速达80km以上,旅行速度不低于35km/h.

⑥客运量大。单向每小时最大客运量可达3万～8万人次,这对于大城市中心区高峰期乘客的疏通十分有效。

⑦地铁的消音、减振和防火有严格的要求,能满足客运容量大、安全、快速、舒适和节能等方面的要求。

下列是几个典型城市地铁线路的主要参数,见表1.3.

表1.3　典型城市地铁线路主要参数表

2)轻轨交通

现代城市轻轨交通是一种集多专业先进技术于一体的系统工程,在信号自动控制和集中调度配合下,能快速而安全地完成中等运量的旅客运输任务,客运量介于地铁和公共汽车之间。

城市轻轨交通是在20世纪70年代有轨电车的基础上发展起来的。有轨电车1881年诞生于德国,1888年投入商业运营,20世纪末和21世纪初发展较快,在当时的城市公共交通中起骨干作用。但由于有轨电车的线路占地多,运行速度低,噪声大,乘坐舒适性差等缺点,因此随着汽车工业的发展和居民生活水平的不断提高,有轨电车在一些城市被拆除,当然也有一些城市因为有轨电车的节约能源、无污染、造价低廉等特点仍在继续使用。近年来,随着汽车数量的大幅增加,交通堵塞,行车速度下降,空气和噪声污染严重,停车位、停车场严重不足等问题的出现,使得一些国家和地区又重新考虑使用有轨电车,图1.2是奥格斯堡的7节低地板现代有轨电车,另外还有一些更为先进,采用线路隔离,自动化信号调度系统和高新技术的车辆等改造措施,从而形成轻轨交通系统LRT(Light Rail Transit)和轻轨车辆LRV(Light Rail Vehicle)。

轻轨交通的主要特点是其轨道和车辆都是轻型的,运输系统相对也比较简单,较适宜于中等运量的城市客运交通。联邦德国是轻轨交通发展较早且使用较普遍的国家,已投入运营的线路超过1000km,较集中于柏林、慕尼黑和鲁尔地区。目前,发展中国家的轨道交通主要集中在200万人口以上的城市,一般只在特大城市发展地铁,更多的则是发展轻轨交通。如图1.2所示为欧洲国家普遍使用的低地板轻轨车辆。

图1.2　低地板轻轨车辆

城市轻轨交通具有以下特征：

①类比于地铁,采用转向架承载。轻轨车辆轴重一般为10～12t,车辆以直流或交流提供牵引动力。

②建设费用低,仅为地铁的1/5～1/2.

③每小时单向运输能力一般为2万～4万人次,介于地铁和公共汽车(每小时4000～8000人次)之间,属于中等运能的一种公共交通形式。

④轻轨线路可以为地面、地下和高架混合型,一般与地面道路完全隔离,采用半封闭或全封闭专用车道。在通过交叉路口处,采用立体交叉形式,保证车辆以较高速度运行。

⑤轻轨车辆有单节4轴车,双节单铰6轴车和3节双铰8轴车等,如图1.3所示。每组车可以单节运行,也可以联挂编列。车辆能够通过小半径曲线(R=50m)和大坡度(60‰～ 70‰)地段。

⑥轻轨交通对环境影响小,尤其对车辆和线路的消音和减振在建设方面有较高要求。采用降噪车轮、空气弹簧、自导向和迫导向径向转向架等措施,以减轻列车运行和通过曲线的噪声。采用无缝长钢轨线路,弹性钢轨扣件和路基弹性层、弹簧路基,达到减少噪声和振动的传递。必要时在轨道两侧设置隔音挡板。将车内噪声范围控制在67～75dB；车速达到50km/h时,距离车辆7.5m处噪声应为76～80db.

图1.3　几种基本的轻轨牵引单元组成形式

⑦电压制式以直流750V架空线(或第三轨)供电为主,也有部分采用直流600V和直流1500V供电。

⑧轻轨车站分为地面、高架和地下3种形式,与地面道路可部分混行,也可完全隔离。在新建轻轨交通工程中,铺设在地面上的轨道,根据道路条件主要有两种情况：一是半封闭式的专用道,其他车辆不得进入,仅在道路交叉口处设置道口,并利用信号控制技术,保证轻轨车辆优先通行；二是封闭式专用车道,在通过交叉路口处,采用立体形式,保证车辆以较高的速度运行。

由于轻轨交通具有投资少、建设周期短、灵活性强、运行成本低的特点,在关键地段和市中心区可采用高架或地下线路,使之具备专用车道,再配合信号调度控制系统的自动化,使之能适应运量大、速度快、安全、准点的要求。因此,近几年来世界各国城市的轻轨交通得到迅速发展,欧洲、北美和发展中国家有百余座城市正在规划或建造LRT交通,其中就包括我国十余座城市。下列是几个城市轻轨线路的主要参数,见表1.4.

表1.4　城市轻轨线路主要参数表

续表

3)独轨交通

独轨交通是一种车辆在特制轨道梁上运行的中运量轨道运输系统,轨道梁不仅是车辆的承重机构,同时也是车辆运行的导向轨道,独轨交通主要有车辆跨坐在单梁上运行的跨座式和车辆悬挂在单片梁上的悬挂式两种类型。车辆的旅行速度为27～37km/h,最大输送能力为2万～3万人/日。独轨交通的发展至今已有150余年的历史,目前中国、美国、瑞典、意大利等都建造有独轨交通系统,线路一般长约10km,主要用于城市繁忙地段和游览观光。

独轨交通一般均采用高架轨道结构,按结构形式可分为跨座式和悬挂式两种类型。跨座式的车辆走行装置(转向架)跨骑在走行轨道上,车体重心位于走行轨上方；而悬挂式的车体悬挂于轨道梁的下面,重心处于走行轨道梁的下方。独轨交通一般较适宜于公园、博览会、游乐场等作为游览、观光及兼顾短途城市交通之用。

①跨座式独轨。如图1.4所示是跨座式独轨交通系统,起源于德国,目前日本有5个城市,美国有4个城市、澳大利亚的悉尼、英国的奥尔顿・托尔和我国的重庆轻轨1号线都采用这种类型,但在结构上存在很大的差别。

图1.4　跨座式单轨交通

②悬挂式独轨。如图1.5所示是悬挂式独轨交通系统,起源于法国,特点是走行轨道梁为钢制箱型断面,底部开口,充气轮胎组成的转向架在轨道梁内走行,车体悬挂在转向架下方,走行平稳,噪声低。日本的湘南江岛线和千叶线均采用该形式。

独轨交通的主要优点有：①能适应城市地形较复杂的地形环境。在大坡道和小曲线半径的区段发挥正常性能。②占地面积小。独轨的线路结构窄,可架设在道路上方和道路中间的绿化带上方,线路支柱占地宽度仅1～1.5m,可减少建设线路所必需的拆迁。③建设工期短、施工简便、造价低。由于独轨线路构造较简单,标准轨道梁可在工厂预制,现场拼装,建造容易,建设费用较低,仅为地铁的1/3左右,工期短。④运量适中。独轨编组一般为4～6辆,最高试验速度80km/h,旅行速度35km/h左右,属于低运量或中运量,单向每小时的客流量1.0 万～3.0万人,运量介于轻轨交通和公共汽车之间。⑤运行时噪声低。独轨交通车辆的走行装置采用空气弹簧和橡胶轮结构,并采用电力驱动,运行噪声低,无废气,乘坐舒适。⑥独轨铁路架于空中,视野宽广,具有交通和旅游观光的双重作用。⑦运输安全、无脱轨事故。由于单轨交通车辆转向架起稳定作用的导向轮作用在特殊结构轨道梁两层,能保证车辆的运行安全,没有脱轨的危险。

独轨铁路交通的主要缺点有：①能耗大,且运行产生的粉末存在轻度污染。由于其走行装置采用橡胶轮,它与混凝土轨面的滚动摩擦阻力比钢轮与钢轨大,故其能耗比一般轨道交通增加40%,且有轻度的橡胶粉尘污染。②运能较小,一般每小时单向最大客运量为1万～2万人次。③道岔结构复杂、笨重、转换时间较长,从而延长了列车折返时间。④列车运行至区间时发生事故,疏散和救援工作比较困难。⑤不能与地铁、轻轨等接轨。

4)磁悬浮交通

如图1.6所示,磁悬浮列车是一种靠磁场的吸力和斥力而使车体悬浮于运行轨道之上的新型城市轨道交通系统。磁悬浮列车在运行时不需接触轨面,运行时阻力只有空气的阻力。因此,磁悬浮列车的最高速度可达500km/h以上。磁悬浮技术源于德国,磁悬浮交通一般分为：高速超导型,最高速度为550km/h；中速超导型,最高速度为250km/h；低速超导型,最高速度为100～120km/h.

图1.5　悬挂式地铁车辆

图1.6　磁悬浮车辆

磁悬浮交通的最大特点是运行中完全脱离传统的轮轨关系,噪声极低,仅为空气摩擦声和电器噪声等,无黏着限制,可实现最大的启动加速度和制动减速度,可在大坡度线路运行,机械振动小,舒适性和平稳性高,维修费用低。

城市磁悬浮系统采用电力驱动,牵引、制动采用交流直线电机,进行调频调压控制。磁悬浮采用电磁铁调压控制,依靠磁力自导向,列车编组与地下铁道相近。其最大的缺点是救援工作开展困难。

5)新交通系统

新交通系统是指车辆采用橡胶轮承载、电力牵引,在有特殊导向的专用轨道上运行的系统。新交通系统的车辆可在线路上无人驾驶、无人管理,完全由中央控制室计算机集中控制自动运行。新交通系统与独轨交通系统有许多相同之处：均采用高架线路,列车编组2～6辆,每小时单向运能在10000人次左右。新交通系统与独轨交通最大的区别在于除走行轨外,还设有导向轨。另外,新交通系统的自动化程度也比较高。新交通系统的导向系统可分为中央导向方向和侧面导向方向。如图1.7和图1.8所示分别为日本中央导向和侧向导向方式的新交通系统。

图1.7　中央导向方式交通系统

图1.8　侧向导向方式

新交通系统是为了适应多样化的交通运输需求,使线路和车辆提供最高的运输效率和良好的服务质量的公共运输系统和设备系统。这种轨道运输系统多数设置在道路和公共建筑物上部,具有中等运量,能自动驾驶,也称为导轨式交通系统。

【任务实施】

1.利用计算机网络技术,查阅世界城市轨道交通发展的资料,并组织学生对搜集到的资料进行交流并开展讨论,进行图片展示等活动。

2.教师引导学生总结和概括。

【效果评价】

评价表

任务2　我国城市轨道交通发展展望

【活动场景】

本次任务主要是了解我国城市轨道交通的发展,因此建议在我国具体某个城市道路交通或轨道交通发展规划的展览室进行现场教学,或用多媒体展示我国城市轨道交通发展与使用情况。

【任务要求】

1.能说明我国城市轨道交通的发展情况。

2.会初步根据特定城市与区域的特殊情况,进行我国特定城市轨道交通车辆的选型工作。

【知识准备】

近年来,随着我国国民经济的飞速发展,城市化进程逐步加快。在大城市中,地面建筑越来越密集,人口越来越多,交通量越来越大,交通拥堵对社会效益和经济效益都带来了很大的影响。据统计,我国国内每年因交通拥堵造成的经济损失将近1000亿元。随着我国城市化进程的加快,城市流动人口大大增加,城市交通工具选择就显得尤为重要,现在城市内一些私人交通工具,比如自行车、小汽车等都对城市交通系统造成巨大的压力,是我国城市交通面临的主要问题之一。如果在城市交通基础设施建设、管理和新型交通工具选用等方面采取积极的措施,城市道路交通状况必将大大改善,从而促进我国城市经济的发展、改善人们居住环境和提高生活质量。解决城市交通拥堵,有各种各样的方法,其中城市轨道交通系统由于在土地利用、能源消耗、空气质量、景观质量、客运质量等方面具有优势,正逐步成为许多大城市交通发展战略中的骨干,并以地铁、城市快速轨道交通、高架轻轨等为主的多元化发展趋势。

我国的城市轨道交通从工作20世纪50年代开始筹划。1965年7月,北京市开始兴建新中国第一条地下铁道。经过近50年,特别是近10年的发展,截至2012年底,我国已有15座城市拥有56条运营线路,总里程达到1714km。根据国外城市交通发展的经验以及我国城市经济与社会发展客观需求,在我国大中城市发展大、中客运量的轨道交通系统已是刻不容缓的举措。我国的城市轨道交通,经历了40多年的发展历程。总结发展过程,大致经历以下几个阶段：

1)起步阶段

从20世纪50年代,我国开始筹备地铁建设,规划了北京地铁网络。1965-1976年建设了北京地铁一期工程(54km)。当时地铁建设的指导思想更注重人防功能。随后建设了天津地铁(7.1km,现已拆除重建)、哈尔滨人防隧道等工程。上海也从20世纪60年代开始进行了地铁的研究和试验,并建成一段试验段,但后来由于“文化大革命”等被迫终止。这一时期修建地铁的主要目的是用于备战,完全靠政府补贴。该阶段施工技术落后,主要采用明挖法。

2)开始建设阶段

20世纪80年代末至90年代初,由于城市规模限制及道路等基础设施比较薄弱,北京、上海、广州等特大城市的交通问题非常突出。以上海轨道交通1号线(21km)(见图1.9)、北京地铁复八线(13.6km)(见图1.10)和地铁一期工程改造、广州地铁1号线(18.5km)(见图1.11)等建设项目为标志,我国真正以城市交通为目的的地铁项目开始建设。台湾省台北市也于1997年3月开通了第一条地铁线路(见图1.12)。

图1.9　上海地铁1号线车辆

图1.10　北京地铁复八线车辆

图1.11　广州地铁1号线车辆

图1.12　台北地铁车辆

3)建设高潮开始阶段

进入20世纪90年代,随着上海、广州地铁项目的建设,一些城市包括沈阳、天津、南京、重庆、武汉、深圳、成都、青岛等开始计划建设轨道交通项目,并进行了大量的前期工作。

4)调整阶段

由于各大城市要求建设的地铁项目较多,且在建地铁项目的工程造价较高,1995年12月国务院发布国办[60]号文,暂停了地铁项目的审批,并要求做好发展规划和国产化工作。同时,国家计委开始研究制订城市轨道交通设备国产化政策。至1997年底,提出以深圳地铁1号线(19.5km)(见图1.13)、上海轨道交通3号线(24.5km)和广州地铁2号线(23km)(见图1.14)作为国产化依托项目,并于1998年批复了上述3个项目的立项,此后,城市轨道交通建设项目重新开始启动。图1.15为西安地铁2号线B型车辆。

图1.13　深圳地铁

图1.14　广州地铁2号线

图1.15　西安地铁2号线B型车辆

5)建设高潮阶段

随着实施积极的财政政策以进一步扩大内需,国家于1999年开始陆续批准一批城市轨道交通项目开工建设。1999年以后,国家先后审批了深圳、上海、广州、重庆、武汉等10个城市的轨道交通项目开工建设,并投入40亿元国债资金予以支持,目前包括北京、上海、广州在内,全国已建和在建轨道交通项目的城市有10个,新申请立项准备建设的城市有8个,建设速度大大超过前30年。

据《中国城市轨道交通年度报告2011》统计,截至2011年底,仅在中国内地,已有14个城市拥有56条运营线路,总里程达1714km。另有15个城市的首条线路正在建设中。全部在建线路数量达70条,总里程2000km左右。目前,已发展和规划发展城市轨道交通的城市总数已经超过50个,全部规划线路超过400条,总里程超过13000km。

另据最新统计,由于苏州1号线已于2012年4月通车运营,目前中国内地已有城市轨道交通运营线路的城市有15座,分别是：北京、上海、西安、长春(见图1.16)、天津(见图1.17)、广州(见图1.18)、重庆(见图1.19)、大连(见图1.20)、深圳、南京、武汉、沈阳、成都、佛山、苏州。另有在建城市轨道交通线路的城市为15座,分别是：杭州、兰州、哈尔滨、宁波、郑州、青岛、东莞、昆明、无锡、合肥、南昌、南宁、长沙、福州、贵阳。表1.5是近期我国城市轨道交通交通统计情况。

图1.16　长春市低地板轻轨车辆

图1.17　天津滨海轻轨车辆

图1.18　广州地铁5号线直线电机车辆

图1.19　重庆跨座式轻轨车辆

图1.20　大连低地板有轨电车

2007年7月,国家发改委同意西安市地铁2号线一期工程可行性研究报告。西安市地铁2号线北起新建的郑西客运专线铁路北客站,南至西安市长安区的韦曲南,沿西安市南北向主客流走廊布设,线路通过铁路北客站、行政中心、经济开发区、钟楼、小寨商业文化中心、曲江新区、西安国际展览中心、长安区等大型客流集散点,连接了将在2010年建成的郑西铁路客运专线北客站、市行政中心和3个开发区,2号线作为线网中的骨干线,与1号线构成轨道交通网络中的十字骨架。2号线近期建设线路全长26.3km,全部为地下线,全线近期共设21座车站,共有5座车站分别与其他轨道交通线换乘,远期向陈家堡方向延伸,增设3座车站。2号线设车辆段及停车场各一座,车辆段选址在北郊经济技术开发区,停车场选址在长安区。控制中心设置在车辆段西北角,同时作为1号、2号、3号线的控制中心。全线共设两座主变电站,分别设置在张家堡及长延堡。列车编组初近远期均采用6辆,3动3拖。工程自2006年下半年开工建设试验段,2011年9月16日全线建成通车运营。

表1.5　近期我国城市轨道交通交通统计情况

近年来,我国城市轨道交通得到快速发展,我国对磁悬浮铁路技术的研究还处于初级阶段。经过铁科院、西南交大、国防科大、中科院电工所等单位对常导低速磁悬浮列车的悬浮、导向、推进等关键技术的基础性研究,已对低速常导磁悬浮技术有了一定认识,初步掌握了常导低速磁悬浮稳定悬浮的控制技术。1994年西南交通大学成功地进行了4个座位、自重为4t、悬浮高度为8mm、时速为30km的磁悬浮列车试验,之后由铁科院主持、长春客车厂、中科院电工所、国防科技大学参加,共同研制了长6.5m、宽3m、自重4t、内设15个座位的6t单转向架磁悬浮试验车,并在铁科院环行试验线的室内磁悬浮实验线路上成功地进行了试验,于1998年12月通过了铁道部科技成果鉴定。以上这些成绩的取得使我国成为德、日、英、苏联、韩国之后第6个研制成功磁悬浮列车的国家。

图1.21　上海磁悬浮列车

我国上海引进德国技术修建了一条常导磁悬浮列车商运示范线,是目前世界上唯一一条用于商业运营的磁悬浮列车线路, 于2002年12月31日进行首次试运行,其车辆如图1.21所示。该线西起上海地铁2号线龙阳路站南侧,东到浦东国际机场一期航站楼东侧,正线全长29.863km。

建立城市轨道交通系统是解决大城市公共交通的根本途径,对于特大城市可以规划建设地下铁路,但由于地铁造价高昂,建设周期长,许多城市的经济实力难以承受,这就给运量适中、造价低廉的轻轨交通的发展带来良好的机遇。国外的经验表明,对于上百万左右人口的城市,发展轻轨交通是最为适宜的。表1.6是几种城市公共交通形式的运送能力、服务范围及投资比较的数据。

表1.6　城市公交系统运送能力、服务范围及投资比较表

我国城市公共交通必将以轨道交通作为骨干,以其他交通方式为辅佐,形成一个包括地上、地面和地下多种交通模式的可持续发展的现代化公共交通体系,以促进我国城市发展的良性循环。因此,我国城市公共交通及其轨道交通的发展具有积极的战略意义。

【任务实施】

结合我国城市轨道交通的发展和你所在城市的特点,制定你所在城市轨道交通发展的方式,并简要说明原因。

【效果评价】

评价表

项目小结

城市轨道交通包括地铁、轻轨铁路、独轨铁路、新交通系统及城市铁路等。目前,城市轨道交通主要有地铁、轻轨铁路、独轨铁路3种形式。

发达国家特大城市轨道交通普遍较发达,且以地铁为主。“地铁”是一种快速、大运量的轨道交通,单向高峰小时输送能力可达30000人次以上,它的线路通常设在地下隧道内,也有的设在城市中心以外地区从地下转到地面或高架桥。

现代的城市轻轨交通,是一种集多专业先进技术于一身的系统工程,在信号自动控制和集中调度配合下,能快速而安全地完成中等运量的旅客运输任务。轻轨交通可以为地面、地下和高架混合型,一般采用半封闭或全封闭专用车道两种类型,单向运输能力一般为2万～4万人次/h.发展中国家的轨道交通主要集中在200万人口以上的城市,一般只在特大城市发展地铁,更多的则是发展轻轨交通。

独轨交通主要有跨座式和悬挂式两种形式。一般采用轻型车辆,输送能力一般每小时单向运量为1万～2万人次。独轨铁路线路占地小,可充分利用城市空间,适宜于在大城市的繁华中心区建线,用于公园、博览会、游乐场等作为游览、观光及兼顾短途城市交通。

随着科技的进步,如新交通系统、线性电机车辆和磁悬浮列车等新的交通形式的不断出现。新交通系统一般采用全自动列车运行控制技术,无人驾驶,通过电子计算机进行运行调度控制管理,采用高架专用轨道,适用于大坡道和小曲线半径线路,建设费用低,噪声低、安全性好等；线性电机车辆的直线电机改变了传统电动机旋转运动为直线运动,突破了依靠轮轨黏着作用传递牵引力的传统技术；磁悬浮列车可分为常导型和超导型两大类,时速可达500km左右,在牵引运行时与轨道之间无机械接触,从根本上克服了传统的轮轨黏着限制、机械噪声和磨损等问题,是一种理想的陆上交通工具。

我国城市交通面临的巨大压力在一定程度上影响了城市的发展和居民的生活,据此,我国部分城市开通了自己的地铁和轻轨交通,还有许多城市也在规划、筹建中。根据城市经济与社会发展客观需求及国外城市交通发展的经验,在我国大中城市的发展大、中客运量的轨道交通系统已是刻不容缓的举措,具有积极的战略意义。

思考与练习

1.国内外城市轨道交通发展现状如何?

2.几种城市轨道交通各有何优缺点?

3.阐述我国发展城市轨道交通的必要性。

4.你认为城市轨道交通的发展方向是什么?